深海极端环境微生物的发现是二十世纪末最重大的科学发现之一，它在全球碳循环和其它生命元素的地球化学循环以及海底成矿过程中起着重要的作用，它的发现对地球生命起源提出了新的研究课题。在分子水平上研究深海微生物及其与环境关系的分子生物地球化学研究正逐渐成为国际上一个富有活力的新兴交叉学科。开展深海微生物分子地球化学研究工作，除需要在保真状态下将深海底微生物采集到船上来之外，还要做到在现场防污染和可检测条件下对此类微生物进行培养和研究，但目前国内微生物培养设备和技术阻碍了该项科学研究的开展。为此，本文围绕深海极端环境多级模拟培养平台的开发、研制过程，对旨在模拟深海微生物生长的各种不同环境的深海超临界高温高压极端环境模拟与监控技术进行了深入的系统研究。 本文主要对深海极端环境多级模拟平台的循环培养系统和监测与控制系统的原理设计、控制方案、整机调试等方面展开了一系列具有针对性的研究；对一些关键元件的相关技术进行了较为详细的分析和阐述：研究了高温高压条件下采用超高压微流量海水比例溢流阀实现微流量系统的高压稳压控制技术、大时滞加热控制系统的结构组成与控制算法、多级模拟系统集成的控制分析；成功研制了一套深海极端环境多级模拟培养平台，为研究深海微生物的生长过程及其诸环境因素间的相互关系和特殊生物基因资源的开发利用及分子生物地球化学的研究提供了保障基础。 全文共分六章。 第一章分析了同类设备和技术的国内、外的发展状况，指出了存在的问题，提出了几个符合研究目标的总体方案：最后阐述了课题的主要研究内容、研究难点，设计了相应的技术路线。 第二章针对高温高压超临界极端环境条件下的精细流量水压控制要求，提出了微流量循环流动开放式模拟系统；基于电液比例控制技术，分析了超临界下水压控制技术的特点，对组成系统的各关键元件的结构设计和特性进行了分析和研究，重点解决了密封与压力增益大的难点；建立了单釜系统的数学模型，并进行了仿真与实验研究。 第三章分析了加热控制系统的组成环节与大时滞特点，开展了相应的理论研究，设计了该平台温度控制系统的硬件组成结构，详细研究了基于Smith预估的PID的控制算法以及它们的改进形式，进行了仿真与实验研究。 第四章基于液路网络原理，提出了两种典型的多级模拟结构，讨论了多级模拟系统的特点，研究了并联结构和串联结构的控制特性，找出了级间耦合关系，以及一些干扰因素的影响；设计了多级模拟平台的液压控制系统软件。